Házilagos generator építése: használható útmutató és figyelembe veendő szempontok

A legközelebbi távvezetékről áramellátás nem mindig történik megszakítás nélkül. A külvárosi településeken, ahol gyakoriak az egy vagy több órás áramszünetek, a generátorok segítenek az áramellátási zavarok megszüntetésében. A fő jellemző, amely miatt sok felhasználó dönt egy ilyen házi készítésű eszköz mellett, a generátor áramellátásának képessége, ami nem csak egy mobiltelefon töltésére elegendő, hanem egy laptop, TV és még egy házi készítésű mini fagyasztó ellátására is elegendő, nem beszélve egy tucat LED-lámpáról.

Egy ilyen eszköz elkészítéséhez a felhasználónak a következő ismeretekkel kell rendelkeznie: értse a kapcsolási rajzokat, tudja olvasni azokat, ismerje meg az elektromos generátor működését. A működés alapja Faraday törvényén alapul: az áramkört átszúró állandó mágnes mágneses vonalainak változnia kell, különben nem keletkezik elektromosság. Rendelkezik villanyszerelési és vízszerelési szakismeretekkel, tudjon elektromos szerszámokat használni. A történelmi megfontolások szerint korábban, a szovjet időkben nem csak a fizika, hanem az anyagszilárdság is kötelező része volt az oktatásnak.

Az egyszerű generátor előállítása otthon nem eldönthetetlen kihívás: egy egyszerű mágneses generátort bármelyik kész motor alapján összeszerelhetnek. A fatüzelésű generátor tulajdonképpen egy kályha, amelynek falaira Peltier elemek vannak rögzítve, radiátorokkal lezárva. A Peltier-effektus lényege, hogy a különböző vezetőkből származó lemezeket az egyik oldalon melegítik, a másikon pedig hűtik; ez elektromos áram megjelenéséhez vezet. A gőzfejlesztő egy klasszikus hőerőmű mini változatában működik, a vízhurkos kemence gőzt termel, amelyet a turbinalapátokhoz táplálnak. A gőz hőenergiája arra kényszeríti a turbinát, hogy megfordítsa a motor-generátort, amely tengelye mereven kapcsolódik a turbina tengelyéhez.

A különböző típusú generátorokról és hozzávalókról

Generátor 220 voltos aszinkron motoron alapul: három állórész-tekerccsel rendelkező eszköz, amely a motor 220 vagy 380 V-os működését használja fel, és ugyanazt a feszültséget generálja, ha a tengelyt percenként 50 fordulat körül mozgatják.
Az elektromágneses (mechanikus) generátorok különböző típusú motorokat használnak: kollektoros (kefe), kefés nélküli, léptető, szinkron és aszinkron motorokat. Attól függően, hogy milyen áram keletkezik, a következő alkatrészek szükségesek:
Egyenirányító diodák
Poláris kondenzátorok
Kisimító szűrő az egyenfeszültség stabilizálásához
Kiegészítő kártya USB porttal az 1,5-20 V közötti feszültségen

Ha például egy szélturbinát támasztékkal szerelnek fel egy ház falára, szükség lehet egy fúrókalapácsra, fúrókészletre és betoncoronákra. Az ütvefúró adapterrel egyszerű vagy kúpos fúrókhoz is használható. A csavarhúzó szükségszerűsége a szerkezet masszívépítéséhez és az önmetsző csavarokhoz.

Az aszinkron generátor sajátossága, hogy általában öngerjesztéses: a forgórész tekercsének bekapcsolása tápellátás nélkül történik, amelyet a maradék mágnesezés hajt. Ehhez tipikusan a mindenféle mágnesek közti ragasztás és a terhelés alapján szükséges a precíz összehangolás.

Hagyományos és speciális megközelítések

Egyenáramra tervezett diódás híd és kondenzátorok
Háromszög és csillag kapcsolások a tekercsek számára
Indítás előtti tesztelés hagyományos izzólámpával
Ateszkedés az optimális forgási sebesség eléréséhez

A többség úgy látja, hogy a legegyszerűbb DIY megoldás egy kerékpár-áramfejlesztő (dínó) generátor, amely váltakozó áramot termelés, állandó mágneses gerjesztéssel. Az ilyen eszközök előnye, hogy egyszerűbbek és olcsóbbak lehetnek a magyarországi vagy regionális környezetben.

Összeszerelési útmutató (általános lépések)

Helyezze be a motort és a hajtóművet egy stabil tartószerkezetbe.
Csatlakoztasson változtatható (nem poláris) kondenzátorokat a tekercsekhez; a tekercsek a csillag sémában végzik a csatlakozást, egyes végek a középpont felé konvergálnak, a mások a csillagpont felé.
A kondenzátorokat a háromszög sémába csatlakoztatva éri el a kívánt feszültséget.
A motor teljesítménye 2-5 kilowatt lehet, a kondenzátor kapacitása 28-138 mikrofarad között van.
Indítás előtt tesztelje a generátort hagyományos, több wattos izzólámpával a zavartalan feszültség érdekében.
Az aszinkron generátor egyszerű módon készíthető azonos típusú kész motor áramkörének módosításával.
Ne zárja rövidre a motorvezetékeket és a kiegészítő elektronikát; a rövidre zárt tekercsek meghibásodása a forgórész tekerccsel szembeni terhelést növeli.

Gyakorlati példák és megfontolások

Fatüzelésű generátor összeszereléséhez a következőket érdemes figyelembe venni:

Helyezze a tüzelőfalra a radiátort a tüskékkel befelé, és legyen egy vagy több Peltier elem a radiátor területén.
A Peltier elem és a külső radiátor párja hűti le a rendszert, a fa égése során keletkezett hő kifele áramlik.
A készüléket a ház árnyékos oldalára, kijelölt helyre telepítse; ideális lehet egy műszaki helyiség rekesz, amelyben van szívó szellőzőcsatorna a tűzifa égetéséhez.
A kollektorgenerátort olyan módon érdemes összeszerelni, hogy a kefés motor és az inverter közvetlen összeköttetésben legyen a DC-kártyával és az USB-gyorstöltővel.

Egy másik megközelítés a mosógép motorjából készült generátor: a hálózati szélcsatornák és a mágnesek megfelelő elrendezése elengedhetetlen. A leírás részletezi a mágnesek elrendezését, a hornyok méreteit és a ragasztóanyag kiválasztását, valamint a rotor és a tekercsek beépítésének lépéseit. A végső összeállításnál a motor meghajtása történhet hajtószíjjal, és az akkumulátor töltéséhez egy egyenirányító és töltésvezérlő kapcsolható.

Fontos megfontolások: kültéri körülmények között a generátort védett, zárt házban érdemes üzemeltetni, az esőtől és idegen részecskéktől védve. A kenés legalább félévente esedékes a hosszú napi üzemmódban dolgozó készülékeknél. A rotor károsodásának elkerülése érdekében ne zárja rövidre a vezetékeket és legyen óvatos a ragasztóanyagok használatával.

Különleges megfontolások és biztonság

A mágnesek ragasztása és a rotor összeállítása nagy körültekintést igényel; a helytelen ragasztás vagy a túlzott mechanikai terhelés veszélyes lehet.
Az elektronikai egységek megfelelően legyenek elválasztva és kiegészítő védőburkolattal ellátva a por és nedvesség ellen.
Az akkumulátorok és töltésvezérlők megfelelő védelmet és hőkezelést igényelnek a hosszú élettartam érdekében.

Infografika: hogyan működik egy házi generátor